转入Cu/Zn SOD和APX基因对甘薯旱后复水的恢复作用

【目的】研究转基因与非转基因甘薯幼苗在水分胁迫不同时间及解除胁迫后,膜脂过氧化及抗氧化防御系统中主要指标的变化情况,深入探讨甘薯的耐旱性及旱后自我修复机制。【方法】以转基因甘薯(T)与非转基因甘薯(N)幼苗为材料,以150 g/L的PEG模拟干旱条件,探讨水分胁迫不同时间及复水后甘薯叶片生理指标的变化情况。【结果】(1)水分胁迫12 h,甘薯叶片相对膜透性和MDA含量增加,相对含水量(RWC)、光化学效率(Fv/Fm)下降,抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增加。水分胁迫时间延长至24和48 h,植株受到进一步损害,其中转基因甘薯植株叶片中SOD活性先升后降,APX活性变化则与之相反,而非转基因甘薯植株的SOD、APX活性变化与转基因植株的相反;在同等胁迫条件下,转基因植株叶片抗氧化酶活性的表达均远高于非转基因植株。(2)水分胁迫12 h后复水,转基因和非转基因甘薯植株RWC、相对膜透性、MDA含量等均快速恢复到对照水平;水分胁迫延长至24和48 h后复水,转基因和非转基因甘薯植株叶片相对膜透性、MDA含量均在复水初期升高,而后下降,RWC、Fv/Fm则在复水后持续上升,而抗氧化酶活性的变化略为复杂。水分胁迫24 h后复水,转基因甘薯植株SOD和APX活性均在复水初期下降,然后回升,胁迫48 h后复水,SOD和APX活性则呈先升后降再升高的双峰变化趋势;非转基因植株在水分胁迫24和48 h后复水的表现与转基因植株略有差异,且变化幅度显著低于转基因植株。【结论】在甘薯体内同时转入Cu/Zn SOD和APX基因,可以有效减轻甘薯在水分胁迫条件下受损害的程度,提高甘薯的抗氧化胁迫能力,在水分胁迫逆境解除后,也可以更快更强地进行自我修复。     

外源CaCl2预处理对高温胁迫烟草叶片光合作用的影响

 【目的】研究喷施不同浓度CaCl2对高温胁迫下烟草叶片光合荧光特性及活性氧清除酶系统的影响,探讨外源Ca2+对高温胁迫下烟草叶片光合作用的保护机制。【方法】以烟草品种K326为材料,喷施0、10、20、30 mmol?L-1CaC12,43℃高温处理2 h,测定处理前后及恢复1 d 后烟草叶片光合速率、叶绿素荧光诱导动力学曲线、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和抗氧化酶活性等生理指标。【结果】高温胁迫下,CaCl2处理缓解了净光合速率(Pn)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)的降低程度。施钙显著缓解了PSII反应中心电子传递受阻程度和放氧复合体受破坏的程度,使PSII维持较高的活性。施钙明显激活了高温胁迫下烟草叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,减少了H2O2的积累;膜脂过氧化产物MDA含量显著降低。以喷施20 mmol?L-1 CaCl2时,烟草叶片的抗氧化酶活性较高,光合活性最高。【结论】施钙增强了烟草叶片抗氧化酶活性,H2O2的积累降低,从而减轻了高温胁迫对烟草叶片PSII反应中心和放氧复合体(OEC)的破坏,提高了烟草叶片的耐热性。     

钙对铝胁迫下油茶生长及生理特性的影响

【目的】探究钙对铝胁迫下油茶幼苗生长和生理特性的影响，为揭示钙缓解油茶铝胁迫的生理机制提供理论依据。【方法】采用盆栽试验的方法，测定铝胁迫(4 mmol/L)下施加不同浓度钙(0、0.5、1.5、3和5 mmol/L)对油茶幼苗生长、叶片光合作用、根系渗透调节物质及抗氧化酶活性的影响。【结果】铝胁迫显著抑制了油茶幼苗的生长，施入3 mmol/L钙明显缓解了铝对油茶生长的抑制，植株干质量提高40.58%。对于光合参数而言，铝胁迫降低了油茶叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量，净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别比对照(CK)降低32.28%、51.02%和53.91%，胞间CO₂浓度(Ci)提高20%；添加适量钙(1.5～3 mmol/L)能够显著提高叶片光合色素含量、Pn、Gs和Tr，降低Ci。与铝胁迫相比，钙的施入可以有效减少根系游离脯氨酸积累，提高可溶性糖含量。铝胁迫下，油茶根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著降低，根系质膜透性和丙二醛(MDA)含量...     

EM菌对NaCl胁迫下核桃幼苗生长、光合特性及抗氧化系统的影响

【目的】 研究EM菌(Effective Microorganisms)对盐胁迫下核桃幼苗生长、光合特性及抗氧化系统的影响。【方法】 采用盆栽试验,分析不同 NaCl浓度(0、0.4%、0.8%和1.2%)持续胁迫下,接种EM真菌对和田厚皮实生核桃幼苗耐盐性的影响。【结果】 随着盐胁迫浓度的升高,各处理幼苗生物量、光合能力及抗氧化能力均显著降低。在不同 NaCl浓度胁迫条件下,接种EM菌的幼苗生物量、光合能力以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均显著高于非菌根植株,而叶片相对电导率和丙二醛(MAD)含量显著低于非菌根植株。盐胁迫后,非菌根植株的幼苗叶片相对电导率、MAD含量、SOD和POD酶活性变化幅度明显大于接种EM菌的幼苗。【结论】 核桃幼苗对盐胁迫比较敏感,EM菌可提高幼苗生物量、光合能力及抗氧化能力,从而提高核桃幼苗耐盐性。     

干旱及复水条件下转基因甘薯抗氧化防御系统特性

以转铜锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因甘薯(TS)及未转基因甘薯(NT)为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化防御系统变化。结果显示,连续36h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升高,但TS的SOD活性始终高于NT。胁迫至24h时,TS的SOD活性约为NT的1.2倍,复水后二者SOD活性都下降。持续胁迫时,TS的APX活性先升高后降低,NT与之相反,复水后TS和NT的APX活性都是先升高后降低,复水12h,TS的APX活性是NT1.5倍。在水分胁迫条件下,TS抗氧化物质AsA、CAR增长速度较快,复水后,TS中的AsA含量仍显著高于NT水分胁迫条件下TS的膜质受伤害程度要轻于NT,胁迫24h,复水12h,NT的MDA含量均约为TS的1.2倍。实验结果表明,同时转入SOD、APX抗氧化基因后,在胁迫及复水条件下转基因甘薯的抗氧化系统可以更好的对植株体进行保护及修复。     

苜蓿幼苗芽、根器官对盐胁迫的生理生化响应

【目的】探讨盐胁迫对苜蓿幼苗不同器官生长及抗氧化酶系统的影响,为苜蓿植被恢复技术的研发提供理论参考。【方法】以新牧一号(盐忍耐品种)和北极星(盐敏感品种)2个苜蓿品种为材料,以0mmol/L NaCl处理为对照,用200mmol/L NaCl胁迫处理,测定萌发7d苜蓿幼苗芽、根生长及其H2O2、丙二醛(MDA)含量,相对质膜透性、抗氧化保护酶活性及其同功酶的变化。【结果】200mmol/L NaCl胁迫抑制了苜蓿幼苗的生长,并导致芽、根H2O2、MDA含量及相对质膜透性升高,但新牧一号芽、根器官均表现出比北极星较低程度的生长抑制或质膜损伤。盐胁迫后超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性均明显增加。CAT和POD对活性氧的清除具有器官差异性,CAT活性在芽中较强,POD则与之相反。SOD-Ⅱ、APX-Ⅰ、POD-Ⅲ及POD-Ⅳ为芽、根中盐胁迫敏感的同功酶谱带。【结论】苜蓿盐忍耐品种通过更强的抗氧化保护能力,降低了盐胁迫对其幼苗的损伤。     

外源亚精胺对等渗盐胁迫下番茄幼苗抗氧化系统的影响

目的】探讨等渗盐胁迫下外源亚精胺(Spd)对番茄幼苗抗氧化系统的影响。【方法】采用水培法,以盐敏感型番茄品种‘中杂9号’为材料,以150mmol/L NaCl和100mmol/L Ca(NO_3)_2模拟等渗盐胁迫环境,设置5个处理,分别为:对照.1/2倍Hoagland营养液+叶面喷水;单独NaCl处理.150mmol/L NaCl溶液+叶面喷水;单独Ca(NO_3)_2处理.100mmol/L Ca(NO_3)_2溶液+叶面喷水;NaCl+Spd处理.150mmol/L NaCl溶液+叶面喷0.25mmol/L Spd;Ca(NO_3)_2+Spd处理.100mmol/L Ca(NO_3)_2溶液+叶面喷0.25mmol/L Spd,研究等渗盐胁迫下外源Spd对番茄幼苗生物量,超氧阴离子自由基(O_2~(-·))、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量,相对质膜透性及抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性的影响。【结果】与对照相比,等渗NaCl、Ca(NO_3)_2胁迫下,番茄幼苗生物量和SOD、POD、CAT、APX活性均显著降低,相对质膜透性、MDA、O_2~(-·)和H_2O_2含量均显著增加。与单独NaCl或Ca(NO_3)_2胁迫相比,2种盐胁迫下再喷施Spd后明显增加了番茄幼苗生物量和抗氧化酶活性,显著降低了相对质膜透性、MDA、O_2~(-·)和H_2O_2含量,且外源Spd对NaCl胁迫的调控效应更为显著。【结论】外源Spd可通过提高抗氧化酶活性来增强番茄幼苗清除体内活性氧(ROS)及降低膜透性的能力,缓解盐胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用,从而提高番茄抗盐性。单独Ca(NO_3)_2胁迫下植物受到的氧化伤害程度低于单独NaCl胁迫。     

NaCl胁迫下外源亚精胺对马铃薯幼苗生理特征的影响

【目的】研究NaCl胁迫下外源亚精胺(Spd)对马铃薯幼苗生理特征的影响,为新疆盐渍化区域马铃薯种植提供技术参考。【方法】以晋薯16号马铃薯幼苗为材料,采用不同浓度NaCl模拟盐胁迫处理,研究外源亚精胺Spd对马铃薯植株生长、叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的影响。【结果】盐胁迫抑制了马铃薯植株生长,使得超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等酶促类抗氧化酶活性表现为低盐胁迫促进,高盐胁迫抑制;抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(DSH)等非酶促类抗氧化酶含量均降低;脯氨酸、可溶性糖、氨基酸含量升高;外源亚精胺(Spd)通过提高叶绿素含量、根系活力,调节渗透调节物质含量,增强抗氧化酶活性等方式维持植物体的正常生理代谢功能。【结论】外源亚精胺(Spd)可提升马铃薯耐盐性,缓解盐胁迫对马铃薯植株的抑制作用,其中0.9 mmol/L Spd(S₃)浓度缓解效果最明显。     

谷胱甘肽存在条件下NO2-对玉米植株干旱胁迫的缓解作用

【目的】研究谷胱甘肽(GSH)还原亚硝酸钠(NaNO2)生成S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO)所释放NO对玉米幼苗抗旱性的影响。【方法】以玉米品种"郑单958"为供试材料,采用盆栽试验,分别用NO-2+GSH合成的不同浓度GSNO(50,250,500,800,1 000μmol/L)熏蒸处理三叶期的玉米幼苗,通过控制浇水进行干旱胁迫,以未经GSNO处理的玉米幼苗(0μmol/L GSNO)为干旱对照,通过测定干旱胁迫期间玉米的生长、生理指标,分析GSNO对干旱胁迫条件下玉米植株生长、抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度的影响。【结果】干旱胁迫7d后,50~1 000μmol/L GSNO处理的玉米幼苗较干旱对照生长更好,其中500μmol/L GSNO处理玉米幼苗的株高、茎粗和叶面积分别较干旱对照提高32.26%,45.83%和53.13%。GSNO处理能够显著增强干旱胁迫玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸氧化酶(APX)的活性,相应减少过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O-·2)含量,降低膜脂的过氧化伤害。GSNO处理还能够维持干旱胁迫下玉米幼苗光合色素的相对稳定性,降低离体叶片的失水速率,其变化趋势表现为500μmol/L50μmol/L1 000μmol/L。【结论】GSNO处理能明显改善玉米的抗旱性,其发挥作用的最佳浓度为500μmol/L。     

外源亚精胺对等渗盐胁迫下番茄幼苗抗氧化系统的影响

【目的】探讨等渗盐胁迫下外源亚精胺(Spd)对番茄幼苗抗氧化系统的影响。【方法】采用水培法，以盐敏感型番茄品种‘中杂9号’为材料，以150 mmol/L NaCl和100 mmol/L Ca(NO3)2模拟等渗盐胁迫环境，设置5个处理，分别为：对照.1/2倍Hoagland营养液+叶面喷水；单独NaCl处理.150 mmol/L NaCl溶液+叶面喷水；单独Ca(NO3)2处理.100 mmol/L Ca(NO3)2溶液+叶面喷水；NaCl+Spd处理.150 mmol/L NaCl溶液+叶面喷0.25 mmol/L Spd；Ca(NO3)2+Spd处理.100 mmol/L Ca(NO3)2溶液+叶面喷0.25 mmol/L Spd，研究等渗盐胁迫下外源Spd对番茄幼苗生物量,超氧阴离子自由基（O-·2）、过氧化氢（H2O2）、丙二醛（MDA）含量,相对质膜透性及抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX）活性的影响。【结果】与对照相比，等渗NaCl、Ca(NO3)2胁迫下，番茄幼苗生物量和SOD、POD、CAT、APX活性均显著降低，相对质膜透性、MDA、O-·2和H2O2含量均显著增加。与单独NaCl或Ca(NO3)2胁迫相比，2种盐胁迫下再喷施Spd后明显增加了番茄幼苗生物量和抗氧化酶活性，显著降低了相对质膜透性、MDA、O-·2和H2O2含量，且外源Spd对NaCl胁迫的调控效应更为显著。【结论】外源Spd可通过提高抗氧化酶活性来增强番茄幼苗清除体内活性氧（ROS）及降低膜透性的能力，缓解盐胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用，从而提高番茄抗盐性。单独Ca(NO3)2胁迫下植物受到的氧化伤害程度低于单独NaCl胁迫。     

热激对冷胁迫下玉米幼苗质膜透性和抗氧化酶活性的影响

以玉米幼苗为材料,研究热激对玉米幼苗在冷胁迫过程中的存活率、质膜透性、抗氧化酶活性的影响。结果表明,热激处理提高了玉米幼苗在冷胁迫中的存活率。表明热激能提高玉米幼苗的抗冷性。同时热激也提高了冷胁迫过程中的抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸专一性过氧化物酶（APX）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）的活性,而降低冷胁迫过程中的质膜透性。表明热激通过抗氧化酶的抗氧化作用保护细胞免受破坏或破坏程度受到削弱,从而提高植物抗冷性。     

Foliar application of sodium hydrosulfide(NaHS),a hydrogen sulfide(H_2S) donor,can protect seedlings against heat stress in wheat(Triticum aestivum L.)

Temperature extremes represent an important limiting factor to plant growth and productivity. Low concentration of hydrogen sulfide(H_2S) has been proven to function in physiological responses to various stresses. The present study evaluated the effect of foliar application of wheat seedlings with a H_2S donor, sodium hydrosulfide(NaHS), on the response to acute heat stress. The results showed that pretreatment with NaHS could promote heat tolerance of wheat seedlings in a dose-dependent manner. Again, it was verified that H_2S, rather than other sulfur-containing components or sodion derived from NaHS solution, should contribute to the positive role in promoting wheat seedlings against heat stress. To further study antioxidant mechanisms of NaHS-induced heat tolerance, superoxide dismutase(SOD, EC 1.15.1.1), catalase(CAT, EC 1.11.1.6) and ascorbate peroxidase(APX, EC 1.11.1.11) activities, and H_2S, hydrogen peroxide(H_2O_2), malonaldehyde(MDA), and soluble sugar contents in wheat seedlings were determined. The results showed that, under heat stress, the activities of SOD, CAT, and APX, H_2S, H_2O_2, MDA, and soluble sugar contents in NaHS-pretreated seedlings and its control all increased. Meanwhile, NaHS-pretreated seedlings showed higher antioxidant enzymes activities and gene expression levels as well as the H_2S and soluble sugar levels, and lower H_2O_2, MDA contents induced by heat stress. While little effect was detected in antioxidant enzymes activities and soluble substances contents in pretreated wheat seedlings compared with its control under normal culture conditions(data not shown). All of our results suggested that exogenous NaHS could alleviate oxidative damage and improve heat tolerance by regulating the antioxidant system in wheat seedlings under heat stress.     

Overexpression of IbMIPS1 gene enhances salt tolerance in transgenic sweetpotato

Myo-inositol-1-phosphate synthase(MIPS) is a key rate limiting enzyme in the de novo biosynthesis of myo-inositol in plants.In the present study,the IbMIPS1 gene was introduced into sweetpotato cultivar Xushu 18 and the transgenic plants exhibited significantly enhanced salt tolerance compared with the wild-type(WT).Overexpression of IbMIPSI up-regulated the salt stress responsive genes,including myo-inositol monophosphatase(MIPP),pyrroline-5-carboxylate synthase(P5CS),pyrroline-5-carboxylate reductase(P5CR),psbA,phosphoribulokinase(PRK),and superoxide dismutase(SOD) genes,under salt stress.Inositol and proline content,SOD and photosynthesis activities were significantly increased,whereas malonaldehyde(MDA) and H_2O_2 contents were significantly decreased in the transgenic plants.These findings suggest that the IbMIPS1 gene may enhance salt tolerance of sweetpotato by regulating the expression of salt stress responsive genes,increasing the content of inositol and proline and enhancing the activity of photosynthesis.     

水分胁迫下苹果幼苗叶绿体活性氧代谢对光合作用的影响

以2年生八棱海棠盆栽幼树为试材,研究了水分胁迫下叶绿体活性氧代谢对光合作用的影响。结果表明,在胁迫初期,叶绿体中超氧阴离子自由基产生速率和H2O2含量变化不明显,随着胁迫时间延长,超氧阴离子自由基和H2O2含量迅速增加;同时,活性氧清除酶系统SOD、ASP活性显著提高,叶绿体仍维持较高的光合活性,Hill反应和FBPase活性变化不明显,CO2供应不足可能是此时叶片Pn下降的主要原因。重度胁迫下,SOD、ASP活性降低,超氧阴离子自由基和H2O2累积,Hill反应和FBPase活性降低,叶绿体光合活性下降,正常的结构和功能被破坏,活性氧代谢失调而诱发的非气孔因素成为此时净光合速率下降的主要原因。     

水分胁迫对转ZmPP2C2基因烟草膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

以转ZmPP2 C2基因烟草和非转基因烟草为材料(NC89),采用聚乙二醇(PEG-6000)处理,研究水分胁迫对转ZmPP2 C2基因烟草叶片膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。结果表明:在15%PEG-6000模拟水分胁迫条件下,随着处理时间的延长,2种烟草叶片的相对电导度、MDA含量及POD活性都呈上升趋势。但转基因烟草相对电导度和MDA含量上升较非转基因烟草低,POD活性的增加明显高于非转基因烟草。胁迫10 d时与胁迫0 d相比,转基因烟草和非转基因烟草POD分别上升了483.54和212.38%,2种烟草SOD活性均表现为先上升后下降,但转基因烟草下降幅度小,且保持比较高的活性。试验结果说明,干旱胁迫下,转ZmPP2 C2基因烟草叶片具有较高的抗氧化酶活性,膜脂过氧化程度低于非转基因烟草。     

低温下外源水杨酸对水稻幼苗抗氧化酶系的影响

用水杨酸(SA)预处理水稻幼苗,能够提高水稻幼苗的抗寒性。0.5 mmol/L SA预处理水稻幼苗降低了低温胁迫期间水稻幼苗体内过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)的含量及超氧阴离子(O2-.)的产生速率;同时酶活性分析表明,SA预处理后水稻幼苗在低温胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较低温对照上升,而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性较低温对照下降。研究结果表明,常温下用0.5 mmol/L SA预处理水稻幼苗,提高了抗氧化酶的活性,从而提高了水稻幼苗的抗寒性。     

Cd胁迫对苦瓜叶片活性氧代谢的影响

以苦瓜为材料,进行砂培研究Cd胁迫对苦瓜叶片活性氧代谢的影响.结果表明:Cd胁迫促使苦瓜叶片O2.-、H2O2产生速率增大,启动膜脂过氧化,从而导致细胞伤害;Cd胁迫促使叶片游离脯氨酸(Pro)积累,起到保护叶片的作用,同时增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性;当Cd2+含量为20 mg.L-1时,DR活性最高,Cd2+含量为80 mg.L-1时,GR活性最高.     

不结球白菜胞质雄性不育新种质花蕾和叶片中活性氧代谢的变化

对新育成的不结球白菜雄性不育系及其保持系不同发育阶段的花蕾和营养生长期及盛花期叶片中的活性氧（O2^.-）水平、丙二醛（MDA）含量及抗氧化酶活性进行了比较。结果表明：与保持系花蕾相比，雄性不育系花蕾中O2^.-产生速率、H2O2及MDA含量较高，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性也较高，但抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性变化与上述3种酶不同。叶片中虽有保护酶活性的差异，但O2^.-产生速率、H2O2和MDA含量差异不显著。说明不育株与可育株的活性氧代谢的差异主要存在于生殖器官中。     

低温胁迫下薄皮甜瓜ABA含量及活性氧清除酶活性研究

[目的]为了研究甜瓜ABA与活性氧清除酶间是否存在关联.[方法]从20份薄皮甜瓜资源中筛选出耐冷性强的品种低温处理后检测ABA、MAD含量以及POD、SOD、APX、CAT活性.[结果]ABA含量降-升波动,但含量变化不显著.在低温胁迫最初几小时内,POD、SOD、APX活性上升,CAT下降.在低温处理24h后,POD活性仍持续上升,而其他酶活性基本都呈下降趋势.[结论]甜瓜ABA对冷胁迫不敏感,与活性氧清除酶活性相关性也不十分密切.